24. Swap Nodes in Pairs + 25. Reverse Nodes in k-Group

▶ 问题：单链表中的元素进行交换或轮换。

▶ 24. 每两个元素进行翻转。如 [1 → 2 → 3 → 4 → 5] 变换为 [2 → 1 → 4 → 3 → 5]

● 初版代码，4 ms

 class Solution
 {
 public:
     ListNode* swapPairs(ListNode* head)
     {
         int length;
         ListNode newHead(-), *x, *y;
         newHead.next = head;                                            // 添加头结点，方便操作原链表的首元
         for (x = head, length = ; x != nullptr; x = x->next, length++);// 计算链表元素个数
         if (length <= )                                                // 无需交换的情形
             return head;
         for (x = &newHead, y = x->next; y != nullptr && y->next != nullptr; x = x->next->next, y = y->next)
         {                                                               // y 指向需要交换的两个节点的靠前一个，x 指向 y 的再前一个节点
             x->next = x->next->next;
             y->next = x->next->next;
             x->next->next = y;
         }
         return newHead.next;
     }
 };

● 改良版代码，3 ms 。减少了结点计数，改变了操作顺序，后面 k 元轮换的算法与此类似。

 class Solution
 {
 public:
     ListNode* swapPairs(ListNode* head)
     {
         if (head == nullptr || head->next == nullptr)// 0 或 1 个元素
             return head;
         ListNode newHead(-);
         newHead.next = head;
         for (ListNode *x = &newHead, *y = x->next->next;;)// y指向需要交换的两个元素的后者
         {
             x->next->next = x->next->next->next;
             y->next = x->next;
             x->next = y;
             x = y->next;                                  // 一定存在，不用检查 nullptr
             if (x->next == nullptr || (y = x->next->next) == nullptr)
                 break;
         }
         return newHead.next;
     }
 };

▶ 25. 每 k 个元素进行翻转。如 k = 4 时，[1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7 → 8 → 9] 变换为 [4 → 3 → 2 → 1 → 8→ 7 → 6 → 5 → 9]

● 自己的代码，26 ms

 class Solution
 {
 public:
     ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k)
     {
         int length, front;
         ListNode newHead(-), *x, *y, *z, *w;
         for (x = head, length = ; x != nullptr; x = x->next, length++);// 求链表长，是否还剩 k 元可以进行轮换由 length 决定
         if (length <  || k <  || length < k)                          // 不需要调整的情形
             return head;
         for (front = , newHead.next = head, x = &newHead; (length - front) / k;)// front 代表当前处理的元素的最大序号（w 指向的元素的编号）
         {
             y = x, z = y->next, w = z->next;
             for (front++; front % k; front++)// 每次循环先跳转 y、z、w 建立一个链接
             {
                 y = z, z = w, w = w->next;
                 z->next = y;
             }
             x->next->next = w;               // 之后建立与 x 有关的链接
             y = x->next;
             x->next = z;
             x = y;
         }
         return newHead.next;
     }
 };

● 大佬的代码，25 ms

 class Solution
 {
 public:
     ListNode* reverseKGroup(ListNode* head, int k)
     {
         ListNode *node = head, *rev;
         for (int i = ; i < k; node = node->next, i++)
         {
             if (node == NULL)
                 return head;
         }
         rev = reverse(head, node);
         head->next = reverseKGroup(node, k);
         return rev;
     }
     ListNode * reverse(ListNode *start, ListNode *end)
     {
         ListNode *prev = end, *next;
         while (start != end)
         {
             next = start->next;
             start->next = prev;
             prev = start;
             start = next;
         }
         return prev;
     }
 };